基于多特征量的油中局放超声直达波识别研究

电气设备油中局部放电超声阵列定位是将阵列信号处理技术应用于局放超声检测中的一种新方法,其实质是通过相应的算法得到信号的方位信息,继而对局放源进行定位。研究表明,当超声传感器接收到直达信号时,可对局放源进行准确定位;当接收到混叠(多路径)信号时,会导致定位成功率和定位精度下降,甚至产生虚假定位。因此,有效识别超声直达波与混叠波信号是局放定位成功的关键。该文选取峰值因数、分形盒维数和李雅普指数作为局放超声直达波信号的特征参量;分别基于各特征量进行超声直达波识别的仿真研究,结果表明超声信号的混叠程度会对识别结果造成很大影响,利用BP人工神经网络,提出一种基于多特征量的电气设备油中局放超声直达波识别方法,仿真结果显示其识别成功率接近100%;最后在设定环境下进行油中局放超声直达波识别的实验研究,结果表明,采用单个特征量识别直达波和混叠波的成功率约为90%,基于多特征量的识别成功率为95%,验证了所提方法的有效性。     

基于多特征量的油中局放超声直达波识别研究EI北大核心CSCD

电气设备油中局部放电超声阵列定位是将阵列信号处理技术应用于局放超声检测中的一种新方法,其实质是通过相应的算法得到信号的方位信息,继而对局放源进行定位。研究表明,当超声传感器接收到直达信号时,可对局放源进行准确定位;当接收到混叠(多路径)信号时,会导致定位成功率和定位精度下降,甚至产生虚假定位。因此,有效识别超声直达波与混叠波信号是局放定位成功的关键。该文选取峰值因数、分形盒维数和李雅普指数作为局放超声直达波信号的特征参量;分别基于各特征量进行超声直达波识别的仿真研究,结果表明超声信号的混叠程度会对识别结果造成很大影响,利用BP人工神经网络,提出一种基于多特征量的电气设备油中局放超声直达波识别方法,仿真结果显示其识别成功率接近100%;最后在设定环境下进行油中局放超声直达波识别的实验研究,结果表明,采用单个特征量识别直达波和混叠波的成功率约为90%,基于多特征量的识别成功率为95%,验证了所提方法的有效性。     

基于ICA的变压器局部放电超声信号直达波分离研究

针对变压器局部放电超声波检测法存在的定位精度问题,分析了其主要原因在于时延选取的误差,而时延选取误差的主要原因是由于变压器局放超声信号传播规律极其复杂,通过超声传感器接收到的信号是直达波和非直达波以及各种噪声的混合叠加,只有正确分离提取出直达波的时延,才能提高定位精度。为此,本文提出了一种基于独立分量分析(ICA)的变压器局放超声信号直达波分离方法,通过单独分析直达波信号、非直达波信号以及噪声信号各自的主分量特征,运用ICA从混合信号中分离提取出直达波信号并选取时延。仿真和实验结果证明了该方法的可行性。     

相位匹配原理在油中局放超声阵列信号测向中的应用

电气设备油中局放超声阵列定位是目前的研究热点,而高精度的局放超声阵列信号测向结果(波达方向估计)是准确定位的基础。首先简要介绍了相位匹配原理,并分析了基于该原理的局放超声阵列信号波达方向估计方法;然后针对不同阵列孔径和不同信噪比,仿真研究了该方法的波达方向估计精度,结果表明,在小阵列孔径(4×4排列)、低信噪比环境中,该方法的估计误差很小,明显优于相同环境下的多重信号分类(MUSIC)算法;最后搭建了实验平台,在信噪比约为20dB的环境中进行研究,多次实验的估计误差为3°左右,验证了该方法的正确性。     

基于路径时间差的变压器局部放电超声定位方法研究

通过仿真详细阐述了超声波信号在变压器内的传播特性与传播路径。结合仿真结果,建立了变压器的数值节点模型,研究了超声信号非直达波路径与直达波路径的寻路算法。将两条路径的时间差作为特征参量与实测波形的时间差进行比对,采用粒子群优化算法迭代得到放电源的位置。在35 kV实验变压器上进行了定位实验,验证了算法的准确性。     

采用改进型圆形超声阵列传感器的油中局放定位

局放超声阵列定位方法是阵列传感器技术与阵列信号处理技术发展的最新成果之一。为此,采用改进型圆形超声阵列传感器对局放源进行测向定位。首先研制了改进型圆形超声阵列传感器,并搭建了油中局放定位实验平台;接着采用相位模式激励算法、MUSIC算法以及多平台交叉定位相结合的方法对圆形阵列信号进行测向定位,最后运用快速独立分量分析(fast independent component analysis,FastICA)算法对超声阵列信号进行去噪后再进行测向定位。结果表明:采用改进型圆形阵列传感器的定位准确度优于传统圆形阵列和方阵;比较去噪前后的定位效果发现去噪后的定位误差为3.8cm,优于去噪前的11.3cm。多次实验验证了该方法的有效性。     

一种新的电力变压器超声局部放电定位方法研究

近年来研究者已采用多种基于超声法的定位算法来确定电力变压器内局部放电源的位置,但多数方法会忽视超声信号复杂的传播路径对局放源定位的影响,造成较大误差。本文首先分析了由局放产生的声波信号在变压器内复杂的传播过程,尤其是超声信号穿过变压器外壳后被传感器接收过程中的波形转换现象。然后根据实际变压器尺寸建立了变压器模型,该模型中任意一个节点可代表一个局放源的潜在位置。在建立的模型基础上,提出了优化传播路径搜索算法,该算法可还原声波的传播过程并计算出从潜在局放点到传感器位置间的最快路径,进而实现局放源的精确定位。最后在35 kV变压器实验平台上进行了局放定位实验,结果优化传播路径算法的平均定位误差为18.3 cm,验证了该算法的可行性与精确度。     

电力电缆局放信号传播特性分析及仿真研究

搭建了局放信号在电力电缆中传播的MATLAB/Simulink模型,应用振荡波局放检测法对预置故障电缆进行了局放测量试验和相应的仿真计算,同时使用不同的电缆参数进行了局放信号在电缆中传播过程的仿真。结果表明,局放脉冲信号幅值的衰减和波形的畸变程度受电缆长度和电缆一次分布参数的显著影响。局放传播特性的仿真研究,对振荡波局放检测系统局放检测程序的优化有一定参考价值,同时给振荡波局放检测法应用过程中局放反射波的确定提供了一个辅助鉴定的方法。     

变压器绕组内部局放超声定位仿真及试验研究

应用有限元方法对变压器绕组内超声信号进行仿真,验证了在变压器绕组内布置多个超声传感器进行检测和定位的方案。设计了一种新型结构的EFPI光纤传感器,可适用于变压器绕组内部的局放检测和定位。最后在35 kV变压器单相绕组中进行了传感器布置和局放定位试验。结果表明:该方法对变压器绕组中局放的定位精度在5 cm以内,实现了变压器绕组内部局部放电的精确定位,为变压器绕组内部局放信号的检测和定位提供了一种新的方法。     

基于波分时分复用技术的变压器局部放电光纤超声定位技术研究

相比于压电陶瓷,光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)对于变压器局部放电产生超声信号的检测灵敏度高、抗干扰性能好,然而,现有研究尚未考虑通过多点FBG复用以扩大FBG用于变压器局放检测范围的相关方法。为此,该文提出了一种基于波分时分复用技术的多点FBG变压器局放超声定位技术。通过波分复用技术,实现了FBG传感器位置的识别;通过时分复用技术,解决了仅靠单个FBG难以满足变压器内局放超声信号全范围检测的难题。本文建立了基于多点FBG超声传感系统的变压器油中局放检测试验平台,对不同FBG测点对油中局放超声信号的检测结果进行了对比,并基于多点FBG对变压器油中同一局放源进行了超声定位试验。试验结果表明:对于油中局放超声信号的检测,不同FBG测点的检测频带相近,传感器一致性好;多点FBG能够实现变压器油中局放超声信号的准分布式测量,且基于多点FBG的测量结果能够通过网格搜索算法实现局放源的定位。     

行波型与复合型超声波电机的比较

介绍了行波型和复合型超声波旋转电机的结构和运行原理,从其产生旋转运动的机理出发,分析了各自所利用的模态及驱动接触面的情况,设计思路和控制方法上的异同。     

超声波中医治疗探头

超声波在人体中传播，它的能量高，穿透力强，可定向传输，并具有热作用。借助超声波具有的这些特点，研制了超声波中医治疗仪。开展面部美容，治疗骨疾病和中医针灸，疗效显著，文中介绍了该仪器探头的设计及工作情况。     

发电机定子线棒绝缘超声波速的研究

用超声纵波脉冲反射法,对不同运行年数发电机退役的定子线棒绝缘进行了超声检测试验,根据测到的 超声脉冲A扫描F波和B波的间隔时间编制了波速计算程序并计算了超声测量试验获得的A扫描波形。研究发 现,测到的定子绝缘最小波速和平均波速随着发电机运行年数的增长不断减小,且最小波速比平均波速减小的趋 势更明显,最小波速和平均波速能有效反映发电机定子绝缘的老化状态。     

行波型超声波电动机定子振动解析

采用解析法对行波型超声波电动机定子振动情况进行分析，避免了有限元法难以用一般工程设计的困难，计算结果表明，采用这种方法所得结果与有限元法所得结果是一致的。     

支柱瓷绝缘子超声波检测分析与应用

介绍超声波检测原理及爬波检测和小角度纵波检测的特点,并描述爬波检测法在现场检测中的应用,通过实例证明超声波检测法可及时发现支柱瓷绝缘子内部和表面的缺陷,保证电网安全稳定运行。     

压电复合传感器阵列用于导波管道检测研究

利用压电复合传感器阵列对管道进行了超声导波检测实验。采用2种频率和2种周期对拥有不同缺陷数的管道进行了对比实验。实验结果表明MFC阵列可以很好的用于管道缺陷检测,在70kHz和130kHz时信号的信噪比较高,激励信号可以采用5或10周期的汉宁窗调制的正弦波信号,当沿周向的缺陷逐渐增大时,缺陷回波基本呈线性逐渐增大,端面回波则逐渐减小。     

开关柜局部放电超声波在线检测技术的应用

介绍开关柜局部放电的危害和检测方法,阐述超声波在线检测技术的基本原理及检测方法,结合超声波在线检测技术在220kV东田变电站35kV开关柜的应用,分析检测试验数据,验证开关柜带电检测的准确性。     

二维有限元超声波动方程的研究

现在超声检测主要发展方向之一是能监控生产过程中构件的损伤速率和材料的完整性及质量的级别判断。检测设备和方法在分析检测过程是一个相当复杂的,其中包括分析超声波在构件中的传播规律和一系列的电信号转换为机械信号和相反过程的信号转换。超声波在构件中传播的规律可以由材料的属性和各向同性预先确定。本文重点阐述了机械振动产生超声波,并利用有限元(FEM)和有限差分(FED)方法模拟在无损检测过程中的波动传播过程。并且通过计算机程序模拟二维超声波的传播,散射的数值模拟与几何理论结果是相符合的。     

行波型超声波电动机的机理分析

作为一种特殊驱动源,行波型超声波电动机是一种近几年发展较快的新型电动机.通过所研制的行波型超声波电动机,阐述了行波型超声波电动机的原理和结构特点,分析了压电陶瓷这-功能材料的压电性能,设计出一种能够产生旋转行波的压电陶瓷片以作为超声波电动机的驱动元件,并在理论上分析了电机中旋转行波的产生过程.     

用于超声电机的新型驱动电源设计

针对超声电机对激励电源频率、幅值、波形的要求,设计了一种新型超声电机压电陶瓷激励电源。该激励电源输入电压为12 V,经过DC-DC降压变换电路调压后输入4路推挽升压电路叠加输出。输出幅值可达600V,频率在10～100 kHz范围内可调,同时两路电源间可实现任意相位差。在工作频率范围内无须对压电陶瓷进行阻抗匹配即可基本实现正弦交流激励。实验结果表明,该激励电源性能可靠,波形失真小,符合超声电机对激励电源的波形要求。